特開 2023-173704 エンジンシステム及びシリーズハイブリッド車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023173704

(43)【公開日】2023-12-07

(54)【発明の名称】エンジンシステム及びシリーズハイブリッド車両

(51)【国際特許分類】

   F02M 26/00 20160101AFI20231130BHJP

   F02D 29/06 20060101ALI20231130BHJP

   F02D 41/34 20060101ALI20231130BHJP

   F02B 53/10 20060101ALI20231130BHJP

   B60K 6/24 20071001ALI20231130BHJP

   B60K 6/46 20071001ALI20231130BHJP

   B60W 10/06 20060101ALI20231130BHJP

   B60W 20/10 20160101ALI20231130BHJP

【ＦＩ】

F02M26/00 301

F02D29/06

F02D29/06 L

F02D29/06 N

F02D41/34

F02B53/10 C

B60K6/24 ZHV

B60K6/46

B60W10/06 900

B60W20/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022086144

(22)【出願日】2022-05-26

(71)【出願人】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100059959

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 稔

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100130937

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100168871

【弁理士】

【氏名又は名称】岩上 健

(72)【発明者】

【氏名】田中 清喬

(72)【発明者】

【氏名】菊地 拓哉

(72)【発明者】

【氏名】砂流 雄剛

(72)【発明者】

【氏名】坊田 亮郎

(72)【発明者】

【氏名】宮本 亨

(72)【発明者】

【氏名】小西 翔馬

(72)【発明者】

【氏名】小川 皓大

(72)【発明者】

【氏名】安永 雄一郎

(72)【発明者】

【氏名】狩川 信吾

【テーマコード（参考）】

3D202

3G062

3G093

3G301

【Ｆターム（参考）】

3D202AA07

3D202BB01

3D202BB19

3D202CC02

3D202CC59

3D202DD05

3D202DD17

3D202DD18

3D202DD19

3D202DD21

3D202DD22

3D202DD24

3D202DD45

3D202EE01

3G062CA06

3G062DA01

3G062ED08

3G062FA09

3G062GA01

3G062GA02

3G062GA06

3G062GA08

3G062GA12

3G062GA21

3G093AA01

3G093AA07

3G093AA16

3G093BA19

3G093BA20

3G093CA01

3G093CA05

3G093CA09

3G093DA01

3G093DA03

3G093DA05

3G093DA07

3G093DA09

3G093DB19

3G093DB20

3G093EA03

3G301HA01

3G301HA13

3G301JA02

3G301JA21

3G301KA01

3G301KA06

3G301KA23

3G301MA20

3G301MA26

3G301NE12

3G301PA01Z

3G301PA07Z

3G301PA10Z

3G301PD15Z

3G301PE01Z

3G301PE03Z

3G301PE08Z

(57)【要約】

【課題】エンジン回転数に応じてノッキング抑制と排気損失低減との両立を図る。
【解決手段】エンジンシステム１２は、ロータハウジング１６と、サイドハウジング１８と、これらのロータハウジング及びサイドハウジングに囲まれたロータ収容室に収容され、３つの作動室２４を形成するロータ２０と、作動室に空気を導く吸気通路３２と、を有するロータリエンジン１４と、ロータリエンジンの排気ガスを吸気通路に還流するＥＧＲ通路４６と、吸気通路に還流される排気ガスの量を調整するＥＧＲバルブ５０と、エンジン回転数を検出するエキセントリックシャフト角センサ５８と、ＥＧＲバルブの開度を制御するように構成されたＥＣＭ７０とを備え、ＥＣＭ７０は、エンジン負荷が同一の場合において、エンジン回転数が相対的に低いときには、エンジン回転数が相対的に高いときに比べて、作動室に導入される吸気のＥＧＲ率が高くなるように、ＥＧＲバルブを制御する。
【選択図】図１７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロータハウジングと、サイドハウジングと、これらのロータハウジング及びサイドハウジングに囲まれたロータ収容室に収容され、３つの作動室を形成するロータと、前記作動室に空気を導く吸気通路と、を有するロータリエンジンと、
前記ロータリエンジンの排気ガスを前記吸気通路に還流するＥＧＲ通路と、
前記吸気通路に還流される前記排気ガスの量を調整するＥＧＲバルブと、
前記ロータリエンジンのエンジン回転数を検出する回転数センサと、
前記ＥＧＲバルブの開度を制御するように構成された制御器と、を備え、
前記制御器は、前記ロータリエンジンの負荷が同一の場合において、前記エンジン回転数が相対的に低いときには、前記エンジン回転数が相対的に高いときに比べて、前記作動室に導入される吸気のＥＧＲ率が高くなるように、前記ＥＧＲバルブを制御する、
エンジンシステム。

【請求項2】

前記ロータリエンジンは、前記作動室の１つに燃料を噴射するインジェクタを備え、
前記制御器は、前記インジェクタによる燃料噴射を制御するように構成され、前記エンジン回転数が第１回転数以下である場合、前記エンジン回転数が前記第１回転数より高い場合よりも、前記作動室の各々の１回の燃焼サイクルにおける燃料噴射回数が多く且つ最後の燃料噴射の噴射終了時期が遅角されるように前記インジェクタを制御する、
請求項１に記載のエンジンシステム。

【請求項3】

前記制御器は、同一のエンジン回転数において、前記ロータリエンジンの負荷が相対的に高いときには、前記ロータリエンジンの負荷が相対的に低いときに比べて、前記作動室に導入される吸気のＥＧＲ率が高くなるように、前記ＥＧＲバルブを制御する、
請求項１又は２に記載のエンジンシステム。

【請求項4】

駆動力源である電動モータと、前記電動モータに電力を供給可能な発電機と、を備えたシリーズハイブリッド車両であって、
請求項１又は２に記載のエンジンシステムを備え、
前記ロータリエンジンは、前記発電機を駆動する、
シリーズハイブリッド車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンシステム及びシリーズハイブリッド車両に係り、より詳細にはロータリエンジンを備えたエンジンシステム及びシリーズハイブリッド車両に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ロータハウジングと、サイドハウジングと、これらのハウジングに囲まれたロータ収容室に収容されたロータとを有するロータリエンジンが知られている。例えば、特許文献１には、ロータリエンジンの燃焼行程において、ロータの回転に起因して燃焼室内をロータの回転方向のトレーリング側（遅れ側、つまりロータ回転方向の後方側）からリーディング側（進み側、つまりロータ回転方向の前方側）へ強いスキッシュ流が流れるため、トレーリング側の混合気の燃焼遅れが発生することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３－０５００４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ロータの回転に起因するスキッシュ流によりトレーリング側混合気の燃焼遅れが生じると、排気損失が増大するため、上述した従来技術ではスキッシュ流に起因する燃焼遅れを抑制することが好ましいとされている。しかしながら、スキッシュ流に起因するトレーリング側混合気の燃焼遅れを抑制しようとすると、リーディング側混合気の燃焼の割合が増加する。その結果、エンジン回転数によっては、リーディング側混合気の燃焼による作動室内の圧力上昇が過剰に急峻になり、ノッキングが発生する可能性がある。

【0005】

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、エンジン回転数に応じてノッキング抑制と排気損失低減との両立を図ることのできるロータリエンジンを備えたエンジンシステム及びシリーズハイブリッド車両を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の目的を達成するために、本発明によるエンジンシステムは、ロータハウジングと、サイドハウジングと、これらのロータハウジング及びサイドハウジングに囲まれたロータ収容室に収容され、３つの作動室を形成するロータと、作動室に空気を導く吸気通路と、を有するロータリエンジンと、ロータリエンジンの排気ガスを吸気通路に還流するＥＧＲ通路と、吸気通路に還流される排気ガスの量を調整するＥＧＲバルブと、ロータリエンジンのエンジン回転数を検出する回転数センサと、ＥＧＲバルブの開度を制御するように構成された制御器と、を備え、制御器は、ロータリエンジンの負荷が同一の場合において、エンジン回転数が相対的に低いときには、エンジン回転数が相対的に高いときに比べて、作動室に導入される吸気のＥＧＲ率が高くなるように、ＥＧＲバルブを制御する。
このように構成された本発明によれば、エンジン回転数が相対的に低くノッキングが発生し易いときには、ＥＧＲ率を高く設定して２段目燃焼の割合を増大させ、主燃焼の割合を減少させることにより、主燃焼による圧力上昇を緩やかにして、ノッキングの発生を抑制することができる。

【0007】

また、本発明において好ましくは、ロータリエンジンは、作動室の１つに燃料を噴射するインジェクタを備え、制御器は、インジェクタによる燃料噴射を制御するように構成され、エンジン回転数が第１回転数以下である場合、エンジン回転数が第１回転数より高い場合よりも、作動室の各々の１回の燃焼サイクルにおける燃料噴射回数が多く且つ最後の燃料噴射の噴射終了時期が遅角されるようにインジェクタを制御する。
このように構成された本発明によれば、エンジン回転数が相対的に低いとき、即ち作動室内の気流が相対的に弱いときには、作動室の各々の１回の燃焼サイクルにおける燃料噴射回数を多くすると共に最後の燃料噴射終了時期を遅角させることによって、作動室内の気流が弱くてもリーディング側からトレーリング側まで均等に燃料を分布させて均質な混合気を得ることができ、ＥＧＲ率に応じた主燃焼と２段目燃焼との割合の調整をより正確に行うことができる。

【0008】

また、本発明において好ましくは、制御器は、同一のエンジン回転数において、ロータリエンジンの負荷が相対的に高いときには、ロータリエンジンの負荷が相対的に低いときに比べて、作動室に導入される吸気のＥＧＲ率が高くなるように、ＥＧＲバルブを制御する。
このように構成された本発明によれば、エンジン負荷が相対的に高いときには、エンジン負荷が相対的に低いときに比べて、２段目燃焼の割合を増大させ、主燃焼による圧力上昇を緩やかにして冷却損失を低減することができる。

【0009】

他の観点では、本発明は、駆動力源である電動モータと、電動モータに電力を供給可能な発電機と、を備えたシリーズハイブリッド車両であって、請求項１又は２に記載のエンジンシステムを備え、ロータリエンジンは、発電機を駆動する。
ロータリエンジンの駆動力を発電機の駆動にのみ使用するシリーズハイブリッド車両においては、熱効率の高い領域、つまりエンジン回転数が相対的に低い領域でロータリエンジンが運転される傾向にある。したがって、エンジン回転数が相対的に低いときにノッキングの発生を抑制する事ができる本発明のエンジンシステムは、シリーズハイブリッド車両に好適である。

【発明の効果】

【0010】

本発明のエンジンシステム及びシリーズハイブリッド方式の車両によれば、エンジン回転数に応じてノッキング抑制と排気損失低減との両立を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態によるシリーズハイブリッド車両の構成図である。

【図2】本発明の実施形態によるエンジンシステムの構成図である。

【図3】本発明の実施形態によるシリーズハイブリッド車両の制御ブロック図である。

【図4】本発明の実施形態によるエンジン制御処理のフローチャートである。

【図5】本発明の実施形態によるエンジン始動制御処理のフローチャートである。

【図6】本発明の実施形態によるエンジン始動制御における水温と要求回転数との関係を示すマップである。

【図7】本発明の実施形態によるエンジン始動制御における水温と回転上昇率との関係を示すマップである。

【図8】本発明の実施形態によるエンジン始動制御における水温と始動時オイル導入量との関係を示すマップである。

【図9】本発明の実施形態による燃焼制御処理のフローチャートである。

【図10】本発明の実施形態による燃焼制御におけるエンジン回転数に応じた燃料噴射時期のパターンを例示するチャートである。

【図11】本発明の実施形態による燃焼制御におけるエンジン回転数と燃料噴射回数との関係を示すテーブルである。

【図12】本発明の実施形態による燃焼制御におけるエンジン回転数と燃料噴射終了時期との関係を示すマップである。

【図13】本発明の実施形態による燃焼制御におけるエンジン負荷と燃料噴射量の分割比との関係を示すマップである。

【図14】ロータリエンジンにおけるエキセントリックシャフト角と熱発生率との関係を示すグラフである。

【図15】ロータリエンジンにおけるＥＧＲ率と２段目燃焼の割合との関係を示すグラフである。

【図16】本発明の実施形態による燃焼制御におけるエンジン負荷とＥＧＲ率との関係を示すマップである。

【図17】本発明の実施形態による燃焼制御におけるエンジン回転数とＥＧＲ率との関係を示すマップである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

【0013】

＜システム構成＞
まず、図１及び図２を参照して、本実施形態によるシリーズハイブリッド車両及びエンジンシステムの構成を説明する。図１はシリーズハイブリッド車両の構成図、図２はエンジンシステムの構成図である。

【0014】

図１に示すように、シリーズハイブリッド車両１は、減速機２を介して駆動輪４（図の例では前輪）を駆動する駆動力源である電動モータ６と、電動モータ６に電力を供給可能なバッテリ８及びスタータジェネレータ１０とを備えている。また、シリーズハイブリッド車両１はロータリエンジン１４を有するエンジンシステム１２を備えている。スタータジェネレータ１０は、ロータリエンジン１４により駆動されることで発電して電動モータ６やバッテリ８に電力を供給し、ロータリエンジン１４の始動時にはバッテリ８から供給された電力によりロータリエンジン１４を駆動する。

【0015】

図２に示すように、エンジンシステム１２は、ロータリエンジン１４を備えている。ロータリエンジン１４は、トロコイド状の内周面を有するロータハウジング１６と、ロータハウジング１６の両側にそれぞれ配置された平面状の内面を有するサイドハウジング１８と、ロータハウジング１６及びサイドハウジング１８に囲まれたロータ収容室に収容されたロータ２０とを備えている。

【0016】

ロータ２０は、その内方のエキセントリックシャフト２２により支持されると共にそのエキセントリックシャフト２２と共に偏心回転するようになっている。このロータ２０の周囲には、ロータハウジング１６及びサイドハウジング１８とロータ２０とにより囲まれた３つの作動室２４が形成されている。各作動室２４の容積は、ロータ２０の偏心回転により変化するようになっている。そして、作動室２４における吸気、圧縮、膨張（爆発）、排気の一連の行程により、ロータ２０が回転させられると共にエキセントリックシャフト２２が回転させられ、その回転力が動力としてエキセントリックシャフト２２からドライブシャフト（図示せず）等を介してスタータジェネレータ１０に出力される。

【0017】

図２に示すように、ロータハウジング１６には点火プラグ２６が取り付けられ、また、サイドハウジング１８には、吸気ポート２８及び排気ポート３０が形成されている。吸気ポート２８には、吸気通路３２が接続されており、その吸気通路３２を介して作動室２４内に空気が導かれる。また、排気ポート３０には、排気通路３４が接続されており、その排気通路３４を介して作動室２４内の排気ガスが排出される。ロータ２０は、図２において時計回りに回転し、この図２に示す状態では、ロータ２０の右上の作動室２４において圧縮行程が行われ、右下の作動室２４において膨張（爆発）行程が行われている。図２の例では、ロータ２０は時計回りに回転するので、作動室２４のリーディング側（進み側）とは作動室２４の時計回り側（つまりロータ２０の右上の作動室２４では右下側、右下の作動室２４においては左下側）であり、トレーリング側（遅れ側）とは作動室２４の反時計回り側（つまりロータ２０の右上の作動室２４では左上側、右下の作動室２４においては右上側）である。

【0018】

図２に示すように、吸気通路３２の上流側にはスロットルバルブ３６、スロットル開度センサ３８及びエアフローセンサ４０が設けられ、さらにその上流側にはエアクリーナ４２が設けられている。また、排気通路３４の下流側には、排気通路３４中の排気ガスの一部を吸気通路３２に還流するためのＥＧＲ装置４４及び排気ガス浄化触媒（図示せず）などが設けられている。ＥＧＲ装置４４は、排気通路３４と吸気通路３２とを連結するＥＧＲ通路４６と、このＥＧＲ通路４６内の還流する排気ガスを冷却して密度を高めるＥＧＲクーラ４８と、ＥＧＲ率（吸気行程において作動室２４に流入する全ガス量に対する既燃ガス量の割合）を制御するためのＥＧＲバルブ５０及びＥＧＲバルブ開度センサ５２とを有している。

【0019】

また、ロータハウジング１６には、燃料を作動室２４内に噴射するインジェクタ５４と、オイルをロータハウジング１６の内周面に噴射するメタリングオイルポンプ５６とが取り付けられている。インジェクタ５４は、燃料供給通路を介して燃料タンクに接続され（何れも図示せず）、この燃料タンクから燃料が供給されるようになっている。メタリングオイルポンプ５６は、例えば電磁作動式のオイルポンプであり、オイルギャラリ（図示せず）から取り出したオイルを計量して所要量のオイルをオイルノズル（図示せず）からロータハウジング１６の内周面に噴射するようになっている。

【0020】

さらにロータリエンジン１４には、エキセントリックシャフト２２の回転角度を検出するエキセントリックシャフト角センサ５８が取り付けられている。エキセントリックシャフト角センサ５８が検出した回転角度からエキセントリックシャフト２２の回転数、つまりロータリエンジン１４のエンジン回転数を検出することができる。したがって、エキセントリックシャフト角センサ５８は本発明における「回転数センサ」に相当する。また、吸気通路３２に、吸気通路３２内の吸入空気圧を検出する吸気圧センサ６０と、吸入空気温度を検出する吸気温度センサ６２が設けられている。さらに、図２には示していないが、エンジン冷却水の温度（水温）を検出する水温センサ６４も、ロータリエンジン１４に設けられている。

【0021】

エンジンシステム１２は、ロータリエンジン１４を制御する演算装置及び制御装置としてのＥＣＭ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｏｄｕｌｅ）７０を備えている。ＥＣＭ７０は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラである。ＥＣＭ７０は、１つ以上のプロセッサ（典型的にはＣＰＵ）７２、各種プログラムを記憶する記憶部（ＲＯＭ、ＲＡＭなど）７４などを備えたコンピュータにより構成される。なお、ＥＣＭ７０は、本発明における「制御器」の一例に相当する。

【0022】

ＥＣＭ７０は、上述した各種センサ３８、４０、５２、５８、６０、６２、６４や後述するＰＣＭ（Ｐｏｗｅｒｔｒａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｏｄｕｌｅ）８４から入力された信号に基づき、ロータリエンジン１４の点火プラグ２６、インジェクタ５４、メタリングオイルポンプ５６、スロットルバルブ３６、ＥＧＲバルブ５０などの各デバイスの制御量を演算し、演算した制御量に対応する電気信号をそれらのデバイスに出力する。ＰＣＭ８４は、電動モータ６、スタータジェネレータ１０、エンジンシステム１２、減速機２、バッテリ８などを含むシリーズハイブリッド車両１の動力系統全体の制御を行うコントローラであり、１つ以上のプロセッサ（典型的にはＣＰＵ）、各種プログラムを記憶する記憶部（ＲＯＭ、ＲＡＭなど）などを備えたコンピュータにより構成される。なお、ＰＣＭ８４は、本発明における「制御器」の一例に相当する。

【0023】

＜エンジン制御の概要＞
次に、図３を参照して、本実施形態によるシリーズハイブリッド車両１におけるエンジン制御の概要を説明する。図３は本実施形態によるシリーズハイブリッド車両の制御ブロック図である。

【0024】

シリーズハイブリッド車両１のバッテリ８には、バッテリ８の出力電圧を検出する電圧センサ７６と、バッテリ８の出力電流を検出する電流センサ７８が設けられている。これらの電圧センサ７６及び電流センサ７８は、それぞれの検出値に対応する電気信号をＢＣＭ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｏｄｕｌｅ）８０に出力する。ＢＣＭ８０は、主にバッテリ８の充放電制御を行うコントローラであり、１つ以上のプロセッサ（典型的にはＣＰＵ）、各種プログラムを記憶する記憶部（ＲＯＭ、ＲＡＭなど）などを備えたコンピュータにより構成される。

【0025】

ＢＣＭ８０は、電圧センサ７６及び電流センサ７８から入力されたバッテリ８の電圧値及び電流値から、バッテリ８のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を推定し、ＰＣＭ８４に出力する。ＰＣＭ８４は、ＢＣＭ８０から入力されたＳＯＣと、シリーズハイブリッド車両１のアクセルペダル（図示せず）の開度を検出するアクセル開度センサ８２から入力されたアクセル開度とに基づき、所望のエンジン出力を得るために必要なロータリエンジン１４の回転数（要求エンジン回転数）及び負荷（要求エンジン負荷）を算出し、ＥＣＭ７０に出力する。

【0026】

また、ロータリエンジン１４を始動させる場合、ＰＣＭ８４は、ＥＣＭ７０から入力されたロータリエンジン１４の水温に基づき、スタータジェネレータ１０によりロータリエンジン１４のエキセントリックシャフト２２を回転させる際の回転数（要求回転数）及び回転数の上昇速度（回転上昇率）を算出し、ＳＧＣＭ（Ｓｔａｒｔｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｏｄｕｌｅ）８６に出力する。ＳＧＣＭ８６は、主にスタータジェネレータ１０の制御を行うコントローラであり、１つ以上のプロセッサ（典型的にはＣＰＵ）、各種プログラムを記憶する記憶部（ＲＯＭ、ＲＡＭなど）などを備えたコンピュータにより構成される。なお、ＳＧＣＭ８６は、本発明における「制御器」の一例に相当する。

【0027】

ＥＣＭ７０は、ＰＣＭ８４から入力された要求エンジン回転数及び要求エンジン負荷に基づき、ロータリエンジン１４のメタリングオイルポンプ５６、インジェクタ５４、点火プラグ２６、ＥＧＲバルブ５０、スロットルバルブ３６などの各デバイスの制御量を演算し、演算した制御量に対応する電気信号をそれらのデバイスに出力する。また、ＳＧＣＭ８６は、ロータリエンジン１４の始動時には、ＰＣＭ８４から入力された要求回転数及び回転上昇率に基づき、スタータジェネレータ１０の制御量を演算し、演算した制御量に対応する電気信号をスタータジェネレータ１０に出力する。

【0028】

＜エンジン制御処理＞
次に、図４を参照して、本実施形態によるエンジン制御処理の流れについて説明する。図４は本実施形態によるエンジン制御処理のフローチャートである。

【0029】

図４に示すエンジン制御処理は、ロータリエンジン１４が停止している場合に、ＰＣＭ８４、ＥＣＭ７０及びＳＧＣＭ８６によって、所定周期で繰り返し実行される。

【0030】

まず、ステップＳ１０１において、ＰＣＭ８４は、ＥＣＭ７０、ＢＣＭ８０、アクセル開度センサ８２等からシリーズハイブリッド車両１の状態に関する各種情報を取得する。具体的には、例えば、ＰＣＭ８４は、ＢＣＭ８０から入力されたＳＯＣ、アクセル開度センサ８２から入力されたアクセル開度、ＥＣＭ７０から入力されたロータリエンジン１４の水温の他、車速、モータ回転数などを取得する。以降、エンジン制御処理の実行中、ＰＣＭ８４はこれらの情報を継続して取得する。

【0031】

次いで、ステップＳ１０２において、ＰＣＭ８４は、ステップＳ１０１において取得した情報に基づき、電動モータ６により出力させるべきトルク（要求モータトルク）を算出する。具体的には、ＰＣＭ８４は、アクセル開度と要求モータトルクとの関係を規定したマップや計算式（予め設定され記憶されている）を参照し、ステップＳ１０１で取得したアクセル開度に対応する要求モータトルクを算出する。

【0032】

次に、ステップＳ１０３において、ＰＣＭ８４は、ステップＳ１０１において取得したＳＯＣが所定の閾値（例えばＳＯＣの許容下限値であり、予め設定され記憶されている）以下か否かを判定する。その結果、ＳＯＣが閾値以下ではない場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、つまりＳＯＣが閾値より大きく、スタータジェネレータ１０によりバッテリ８の充電を行うためにロータリエンジン１４を始動する必要がない場合、ステップＳ１０４に進む。

【0033】

ステップＳ１０４において、ＰＣＭ８４は、ステップＳ１０２で算出した要求モータトルクが、電動モータ６が出力可能なトルク（出力可能モータトルク）より大きいか否かを判定する。出力可能モータトルクは、例えばバッテリ８から供給される電力のみによって電動モータ６が出力可能なトルクであり、ＳＯＣやモータ回転数と出力可能モータトルクとの関係を規定したマップや計算式が予め設定され記憶されている。ＰＣＭ８４は、それらのマップや計算式を参照し、ステップＳ１０１で取得したＳＯＣやモータ回転数などに対応する出力可能モータトルクを取得して、要求モータトルクと比較する。

【0034】

ステップＳ１０４の判定の結果、要求モータトルクが出力可能モータトルクより大きくない場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、つまり要求モータトルクが出力可能モータトルク以下であり、スタータジェネレータ１０から電動モータ６に電力を供給するためにロータリエンジン１４を始動する必要がない場合、ＰＣＭ８４は、ロータリエンジン１４を始動することなくエンジン制御処理を終了する。

【0035】

一方、ステップＳ１０３の判定の結果、ＳＯＣが閾値以下である場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、つまりスタータジェネレータ１０によりバッテリ８の充電を行うためにロータリエンジン１４を始動する必要がある場合、又は、ステップＳ１０４の判定の結果、要求モータトルクが出力可能モータトルクより大きい場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、つまりスタータジェネレータ１０から電動モータ６に電力を供給するためにロータリエンジン１４を始動する必要がある場合、ステップＳ１０５に進み、ＰＣＭ８４、ＥＣＭ７０及びＳＧＣＭ８６はエンジン始動制御を実行してロータリエンジン１４を始動する。このエンジン始動制御の詳細は後述する。

【0036】

ステップＳ１０５のエンジン始動制御によりロータリエンジン１４が始動した後、ステップＳ１０６において、ＰＣＭ８４及びＥＣＭ７０は燃焼制御を実行して所要の出力でロータリエンジン１４を運転させる。この燃焼制御の詳細は後述する。

【0037】

次いで、ステップＳ１０７において、ＰＣＭ８４は、直前にＢＣＭ８０から取得したＳＯＣが目標値（例えばＳＯＣの許容上限値であり、予め設定され記憶されている）以上か否かを判定する。その結果、ＳＯＣが目標値以上ではない場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、つまりＳＯＣが目標値より小さく、スタータジェネレータ１０によりバッテリ８の充電を継続する必要がある場合、ステップＳ１０６に戻り、ロータリエンジン１４の燃焼制御を継続する。

【0038】

一方、ステップＳ１０７の判定の結果、ＳＯＣが目標値以上である場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、つまりスタータジェネレータ１０によりバッテリ８の充電を行う必要がない場合、ステップＳ１０８に進む。

【0039】

ステップＳ１０８において、ＰＣＭ８４は、要求モータトルクが出力可能モータトルク以下か否かを判定する。その結果、要求モータトルクが出力可能モータトルク以下ではない場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、つまり要求モータトルクが出力可能モータトルクより大きく、スタータジェネレータ１０から電動モータ６への電力供給を継続する必要がある場合、ステップＳ１０６に戻り、ロータリエンジン１４の燃焼制御を継続する。

【0040】

一方、ステップＳ１０８の判定の結果、要求モータトルクが出力可能モータトルク以下である場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、つまりスタータジェネレータ１０から電動モータ６へ電力供給する必要がない場合、ステップＳ１０９に進み、ＰＣＭ８４はロータリエンジン１４を停止させ、エンジン制御処理を終了する。

【0041】

＜エンジン始動制御処理＞
次に、図５から図８を参照して、本実施形態によるエンジン始動制御の流れについて説明する。図５は本実施形態によるエンジン始動制御処理のフローチャート、図６はエンジン始動制御における水温と要求回転数との関係を示すマップ、図７はエンジン始動制御における水温と回転上昇率との関係を示すマップ、図８はエンジン始動制御における水温と始動時オイル導入量との関係を示すマップである。

【0042】

図５に示すように、エンジン始動制御が開始されると、まずステップＳ２０１において、ＰＣＭ８４は、エンジン制御処理のステップＳ１０１で取得したロータリエンジン１４の水温に基づき、スタータジェネレータ１０によりロータリエンジン１４のエキセントリックシャフト２２を回転させ点火プラグ２６による点火を開始する際の回転数（要求回転数）要求回転数を設定し、ＳＧＣＭ８６に出力する。具体的には、ＰＣＭ８４は、例えば図６に示すような、水温と要求回転数との関係を規定したマップ（予め設定され記憶されている）を参照し、ステップＳ１０１で取得した水温に対応する要求回転数を設定する。図６に例示したマップでは、横軸が水温を表し、縦軸が要求回転数を表している。この図６のマップによれば、水温がＴｒ（℃）未満の場合には要求回転数がＲｒ１（ｒｐｍ）に設定され、水温がＴｒ（℃）以上の場合には要求回転数がＲｒ１より大きいＲｒ２（ｒｐｍ）に設定される。水温Ｔｒ及び要求回転数Ｒｒ１、Ｒｒ２は、例えばＴｒ＝－５℃、Ｒｒ１＝１２００ｒｐｍ、Ｒｒ２＝２０００ｒｐｍとすることができるが、ロータリエンジン１４に応じて他の適切な値を設定することができる。

【0043】

このように、エンジン始動時の水温が相対的に低いとき、即ちロータハウジング１６とロータ２０との間のクリアランスが大きく、オイルを介在させ難い冷間始動時には、水温が相対的に高いときに比べて要求回転数を低く設定することによって、ロータリエンジン１４の点火を開始するまで作動室２４内の気流が弱まるので、導入されたオイルがロータリエンジン１４の点火開始前に気流に吹き飛ばされることを防止することができる。

【0044】

次いで、ステップＳ２０２において、ＰＣＭ８４は、エンジン制御処理のステップＳ１０１で取得したロータリエンジン１４の水温に基づき、スタータジェネレータ１０によりロータリエンジン１４のエキセントリックシャフト２２を回転させる際の回転数の上昇速度（回転上昇率）を設定し、ＳＧＣＭ８６に出力する。具体的には、ＰＣＭ８４は、例えば図７に示すような、水温と回転上昇率との関係を規定したマップ（予め設定され記憶されている）を参照し、ステップＳ１０１で取得した水温に対応する回転上昇率を設定する。図７に例示したマップでは、横軸が水温を表し、縦軸が回転上昇率を表している。この図７のマップによれば、水温がＴｉ１（℃）未満の場合には回転上昇率がＩｒ１（ｒｐｍ／ｓ）に設定され、水温がＴｉ１（℃）以上Ｔｉ２（℃）未満の場合には回転上昇率がＩｒ２（ｒｐｍ／ｓ）に設定され、水温がＴｉ２（℃）以上Ｔｉ３（℃）未満の場合には回転上昇率がＩｒ３（ｒｐｍ／ｓ）に設定され、水温がＴｉ３（℃）以上Ｔｉ４（℃）未満の場合には回転上昇率がＩｒ４（ｒｐｍ／ｓ）に設定され、水温がＴｉ４（℃）以上の場合には回転上昇率がＩｒ５（ｒｐｍ／ｓ）に設定される。ここで、回転上昇率の大小関係は、Ｉｒ１＜Ｉｒ２＜Ｉｒ３＜Ｉｒ４＜Ｉｒ５である。水温及び回転上昇率は、例えば、水温Ｔｉ１＝－５℃、Ｔｉ２＝５℃、Ｔｉ３＝１５℃、Ｔｉ４＝２５℃、及び、回転上昇率Ｉｒ１＝１５００ｒｐｍ／ｓ、Ｉｒ２＝２１００ｒｐｍ／ｓ、Ｉｒ３＝２６００ｒｐｍ／ｓ、Ｉｒ４＝３２００ｒｐｍ／ｓ、Ｉｒ５＝３６００ｒｐｍ／ｓとすることができるが、ロータリエンジン１４に応じて他の適切な値を設定することができる。

【0045】

このように、エンジン始動時の水温が相対的に低いとき、即ちロータハウジング１６とロータ２０との間のクリアランスが大きく、オイルを介在させ難い冷間始動時には、水温が相対的に高いときに比べて回転上昇率を低く設定することによって、作動室２４内の気流の強さの上昇速度が緩やかになるので、ロータハウジング１６内に導入されたオイルがロータハウジング１６とロータ２０との間に十分行き渡る前に気流に吹き飛ばされることを防止することができる。

【0046】

次いで、ステップＳ２０３において、ＥＣＭ７０は、エンジン制御処理のステップＳ１０１で取得したロータリエンジン１４の水温に基づき、ロータリエンジン１４の始動時にメタリングオイルポンプ５６によりロータハウジング１６内に導入するオイル量（始動時オイル導入量）を設定する。具体的には、ＥＣＭ７０は、例えば図８に示すような、水温と始動時オイル導入量との関係を規定したマップ（予め設定され記憶されている）を参照し、ステップＳ１０１で取得した水温に対応する始動時オイル導入量を設定する。図８に例示したマップでは、横軸が水温を表し、縦軸が始動時オイル導入量を表している。この図８のマップによれば、水温が高い程、始動時オイル導入量（ｌ／ｍｉｎ）が少なくなっている。

【0047】

このように、エンジン始動時の水温が相対的に低いとき、即ちロータハウジング１６とロータ２０との間のクリアランスが大きく、オイルを介在させ難い冷間始動時には、水温が相対的に高いときに比べ始動時オイル導入量を多く設定することによって、ロータハウジング１６とロータ２０との間にオイルを確実に行き渡らせることができる。

【0048】

次いで、ステップＳ２０４において、ＥＣＭ７０及びＳＧＣＭ８６はロータリエンジン１４を始動する。具体的には、ＳＧＣＭ８６は、ステップＳ２０１及びＳ２０２においてＰＣＭ８４から入力された要求回転数及び回転上昇率に従って、スタータジェネレータ１０を駆動させ、ロータリエンジン１４のエキセントリックシャフト２２を回転させる。また、ＥＣＭ７０は、ステップＳ２０３において設定した始動時オイル導入量のオイルをメタリングオイルポンプ５６によりロータハウジング１６内に導入させると共に、エキセントリックシャフト２２の回転数が要求回転数に達すると、インジェクタ５４による燃料噴射及び点火プラグ２６による点火を開始する。ステップＳ２０４においてロータリエンジン１４を始動させた後、ＰＣＭ８４はエンジン始動制御を終了し、図４に示したエンジン制御に戻る。

【0049】

＜燃焼制御処理＞
次に、図９から図１７を参照して、本実施形態によるロータリエンジンの燃焼制御の流れについて説明する。図９は本実施形態による燃焼制御処理のフローチャート、図１０は燃焼制御におけるエンジン回転数に応じた燃料噴射時期のパターンを例示するチャート、図１１は燃焼制御におけるエンジン回転数と燃料噴射回数との関係を示すテーブル、図１２は燃焼制御におけるエンジン回転数と燃料噴射終了時期との関係を示すマップ、図１３は燃焼制御におけるエンジン負荷と燃料噴射量の分割比との関係を示すマップ、図１４はロータリエンジンにおけるエキセントリックシャフト角と熱発生率との関係を示すグラフ、図１５はロータリエンジンにおけるＥＧＲ率と２段目燃焼の割合との関係を示すグラフ、図１６は燃焼制御におけるエンジン負荷とＥＧＲ率との関係を示すマップ、図１７は燃焼制御におけるエンジン回転数とＥＧＲ率との関係を示すマップである。

【0050】

図９に示すように、燃焼制御が開始されると、まずステップＳ３０１において、ＰＣＭ８４は、ＢＣＭ８０から入力されたＳＯＣと、アクセル開度センサ８２から入力されたアクセル開度とに基づき、所望の電力をスタータジェネレータ１０に発電させるために必要なロータハウジング１６の出力（要求エンジン出力）を算出する。具体的には、ＰＣＭ８４は、例えばＳＯＣ、アクセル開度及び車速と要求エンジン出力との関係を規定したマップ（予め設定され記憶されている）を参照し、直前に取得したＳＯＣ、アクセル開度及び車速に対応する要求エンジン出力を算出する。上記マップにおいては、例えば、車速が高い程、あるいはアクセル開度が大きい程、要求エンジン出力が大きくなるように設定されている。

【0051】

次いで、ステップＳ３０２において、ＰＣＭ８４は、ステップＳ３０１で算出した要求エンジン出力を得るために必要なロータリエンジン１４の回転数（要求エンジン回転数）及び負荷（要求エンジン負荷）を算出し、ＥＣＭ７０に出力する。具体的には、ＰＣＭ８４は、要求エンジン出力と要求エンジン回転数及び要求エンジン負荷との関係を規定したマップ（予め設定され記憶されている）を参照し、ステップＳ３０１で算出した要求エンジン出力に対応する要求エンジン回転数及び要求エンジン負荷を算出する。上記マップにおいては、例えば、要求エンジン負荷はほぼ一定とし、要求エンジン出力が大きい程、要求エンジン回転数が高くなるように設定されている。

【0052】

次いで、ステップＳ３０３において、ＥＣＭ７０は、ＰＣＭ８４から入力された要求エンジン回転数及び要求エンジン負荷でロータリエンジン１４を運転するために、各作動室２４に対して１回の燃焼サイクルでインジェクタ５４に燃料を噴射させる回数（燃料噴射回数）、燃料を噴射させる時期（噴射時期）、及び噴射させる燃料の量（噴射量）を設定する。

【0053】

図１０には、エキセントリックシャフト角センサ５８により検出されたエンジン回転数に応じてＥＣＭ７０により設定される燃料噴射時期のパターンが例示されている。この図１０において、横軸はエキセントリックシャフト角（ＥＡ）により表される噴射時期を示し、上段はエンジン回転数Ｒが第１回転数Ｒ１より大きい場合、中段はエンジン回転数Ｒが第１回転数Ｒ１以下且つ第２回転数Ｒ２より大きい場合、下段はエンジン回転数Ｒが第２回転数Ｒ２以下の場合を示している。この図１０に例示するように、ＥＣＭ７０は、エンジン回転数Ｒが相対的に低いほど、作動室２４の各々の１回の燃焼サイクルにおける燃料噴射回数が多く、且つ、最後の燃料噴射終了時期が遅角されるように、インジェクタ５４を制御する。

【0054】

具体的には、ＥＣＭ７０は、例えば図１１に示すような、エンジン回転数と燃料噴射回数との関係を規定したテーブル（予め設定され記憶されている）を参照し、エキセントリックシャフト角センサ５８により検出されたエンジン回転数に対応する燃料噴射回数を設定する。図１１に示したテーブルでは、エンジン回転数Ｒが第１回転数Ｒ１（例えば４０００ｒｐｍ）より高い場合（Ｒ１＜Ｒ）、燃料噴射回数は１回に設定される。また、エンジン回転数Ｒが第１回転数Ｒ１以下且つ第２回転数Ｒ２（例えば３０００ｒｐｍ）より高い場合（Ｒ２＜Ｒ≦Ｒ１）、燃料噴射回数は２回に設定される。また、エンジン回転数Ｒが第２回転数Ｒ２以下である場合（Ｒ≦Ｒ２）、燃料噴射回数は３回に設定される。つまり、ＥＣＭ７０は、エンジン回転数Ｒが第１回転数Ｒ１以下である場合、エンジン回転数Ｒが第１回転数Ｒ１より高い場合よりも、作動室２４の各々の１回の燃焼サイクルにおける燃料噴射回数が多くなるように、また、エンジン回転数Ｒが第１回転数Ｒ１より低い第２回転数Ｒ２以下である場合、エンジン回転数Ｒが第２回転数Ｒ２より高い場合よりも、作動室２４の各々の１回の燃焼サイクルにおける燃料噴射回数が多くなるように、燃料噴射回数を設定する。

【0055】

このように、エンジン回転数Ｒが相対的に低いほど、即ち作動室２４内の気流が弱いときほど、作動室２４の各々の１回の燃焼サイクルにおける燃料噴射回数を多くすることによって、作動室２４内の気流が弱くてもリーディング側からトレーリング側まで均等に燃料を分布させることができ、均質な混合気を得る事ができる。

【0056】

また、ＥＣＭ７０は、例えば図１２に示すような、エンジン回転数と燃料噴射終了時期との関係を規定したマップ（予め設定され記憶されている）を参照し、エキセントリックシャフト角センサ５８により検出されたエンジン回転数に対応する燃料噴射終了時期を設定する。図１２に示したマップでは、横軸がエンジン回転数、縦軸が燃料噴射終了時期を表しており、燃料の１回目の噴射終了時期が実線、２回目の噴射終了時期が破線、３回目の噴射終了時期が一点鎖線により表されている。

【0057】

上述したように、エンジン回転数Ｒが第１回転数Ｒ１より高い場合には、燃料噴射回数は１回に設定されるので、１回目の噴射終了時期が、１回の燃焼サイクルにおける最後の燃料噴射終了時期になる。また、エンジン回転数Ｒが第１回転数Ｒ１以下且つ第２回転数Ｒ２より高い場合には、燃料噴射回数は２回に設定されるので、２回目の噴射終了時期が、１回の燃焼サイクルにおける最後の燃料噴射終了時期になる。また、エンジン回転数Ｒが第２回転数Ｒ２以下である場合、燃料噴射回数は３回に設定されるので、３回目の噴射終了時期が、１回の燃焼サイクルにおける最後の燃料噴射終了時期になる。図１２に示したマップでは、エンジン回転数Ｒが第１回転数Ｒ１以下の場合（燃料噴射回数が２回又は３回の場合）には、エンジン回転数Ｒが第１回転数Ｒ１より高い場合（燃料噴射回数が１回の場合）よりも、最後の燃料噴射終了時期（２回目又は３回目の燃料噴射終了時期）が遅角される。また、エンジン回転数Ｒが第２回転数Ｒ２以下の場合（燃料噴射回数が３回の場合）には、エンジン回転数Ｒが第２回転数Ｒ２より高い場合（燃料噴射回数が２回の場合）よりも、最後の燃料噴射終了時期（３回目の燃料噴射終了時期）が遅角される。つまり、ＥＣＭ７０は、エンジン回転数Ｒが第１回転数Ｒ１以下である場合、エンジン回転数Ｒが第１回転数Ｒ１より高い場合よりも、作動室２４の各々の１回の燃焼サイクルにおける最後の燃料噴射終了時期が遅角されるように、また、エンジン回転数Ｒが第１回転数Ｒ１より低い第２回転数Ｒ２以下である場合、エンジン回転数Ｒが第２回転数Ｒ２より高い場合よりも、作動室２４の各々の１回の燃焼サイクルにおける最後の燃料噴射終了時期が遅角されるように、燃料噴射量を設定する。

【0058】

このように、エンジン回転数Ｒが相対的に低いほど、即ち作動室２４内の気流が弱いときほど、作動室２４の各々の１回の燃焼サイクルにおける最後の燃料噴射終了時期を遅角させることによって、作動室２４内の気流が弱くてもリーディング側からトレーリング側まで均等に燃料を分布させることができ、均質な混合気を得る事ができる。

【0059】

また、ＥＣＭ７０は、各作動室２４の燃焼サイクル１回当たりの燃料噴射量（総燃料噴射量）と、エンジン負荷（充填効率）との関係を規定したマップ（予め設定され記憶されている）を参照し、ステップＳ３０２でＰＣＭ８４から入力された要求エンジン負荷に対応する総燃料噴射量を取得する。更に、ＥＣＭ７０は、例えば図１３に示すような、エンジン負荷（充填効率）と燃料噴射量の分割比との関係を規定したマップ（予め設定され記憶されている）を参照し、要求エンジン負荷に対応する分割比を取得する。そして、その取得した分割比により総燃料噴射量を分割することにより、噴射毎の燃料噴射量を設定する。図１３は、エンジン回転数Ｒが第２回転数Ｒ２以下の場合（燃料噴射回数が３回の場合）の燃料噴射量の分割比を規定したマップであり、横軸がエンジン負荷、縦軸が燃料噴射量の分割比を表している。この図１３では、１回目の燃料噴射の分割比が実線、２回目の燃料噴射の分割比が破線、３回目の燃料噴射の分割比が一点鎖線により表されている。図１３に示したマップでは、エンジン負荷が高い程、１回目の燃料噴射の噴射量の割合が大きくなり、２回目及び３回目の噴射量の割合が小さくなるように、分割比が設定されている。また、図示していないが、エンジン回転数Ｒが第２回転数Ｒ２より高く第１回転数Ｒ１以下の場合（燃料噴射回数が２回の場合）の燃料噴射量の分割比を規定したマップでは、エンジン負荷が高い程、１回目の燃料噴射の噴射量の割合が大きくなり、２回目の噴射量の割合が小さくなるように、分割比が設定されている。つまり、ＥＣＭ７０は、エンジン回転数Ｒが第１回転数Ｒ１以下である場合、同一のエンジン回転数においてエンジン負荷が高いほど、作動室２４の各々の１回の燃焼サイクルにおける１回目の燃料噴射量の割合が大きくなるように、燃料噴射量を設定する。

【0060】

同一回転数の場合にはエンジン負荷が高いほど、作動室２４に流入する新気量が多くリーディング側に向かう気流が強くなるので、１回目の燃料噴射量の割合を大きくしてリーディング側に噴射される燃料を多くすることによって、リーディング側に流動する新気と燃料との混合を促進して均質な混合気を得る事ができる。

【0061】

次いで、ステップＳ３０４において、ＥＣＭ７０は、エキセントリックシャフト角センサ５８により検出されたエンジン回転数及びＰＣＭ８４から入力された要求エンジン負荷に基づき、ＥＧＲバルブ５０の開度を設定する。

【0062】

ロータリエンジン１４においては、ロータ２０の回転に起因して、燃焼行程において作動室２４内をトレーリング側（ロータ回転方向の後方側）からリーディング側（ロータ回転方向の前方側）へ流れるスキッシュ流が存在する。このスキッシュ流のため、点火プラグ２６の点火によって生じた火炎は、点火プラグ２６よりもリーディング側には伝播し易いがトレーリング側には伝播し難い。したがって、点火プラグ２６の点火時に点火プラグ２６よりもトレーリング側に存在する混合気は、ロータ２０の回転に伴って点火プラグ２６よりもリーディング側に移動するまで燃焼が開始せず、これによって燃焼行程における熱発生が２段階になるという特性がある。即ち、図１４のグラフに例示するように、ロータリエンジン１４の燃焼行程では、まず、作動室２４内において点火プラグ２６の近傍から作動室２４のリーディング側の端部までの範囲にある混合気の燃焼により主燃焼（ｉ）が発生し、次いで、作動室２４内において点火プラグ２６よりもトレーリング側にある混合気の燃焼により２段目燃焼（ｉｉ）が発生する。

【0063】

本発明者らは、研究の結果、ロータリエンジンにおいてＥＧＲ装置により排気ガスを吸気に導入すると、燃焼行程の熱発生における２段目燃焼の割合がＥＧＲ率によって変化することを見出した。図１５のグラフには、ＥＧＲ率と燃焼行程の熱発生における２段目燃焼の割合との関係が示されている。この図１５に示すように、ロータリエンジンにおいてＥＧＲ装置により排気ガスを吸気に導入すると、ＥＧＲ率が高い程、燃焼行程の熱発生における２段目燃焼の割合が増大する。本実施形態の燃焼制御では、このＥＧＲ率と２段目燃焼の割合との関係を利用して、エンジン回転数及びエンジン負荷に応じてＥＧＲ率を設定することにより、ロータリエンジン１４の冷却損失低減と排気損失低減との両立を図っている。

【0064】

具体的には、ＥＣＭ８４は、例えば図１６に示すような、エンジン負荷（充填効率）とＥＧＲ率との関係を規定したマップ（予め設定され記憶されている）を参照し、ステップＳ３０２でＰＣＭ８４から入力された要求エンジン負荷に対応するＥＧＲ率を取得する。図１６のマップは、エンジン回転数Ｒが同一の場合のエンジン負荷とＥＧＲ率との関係を例示しており、横軸がエンジン負荷、縦軸がＥＧＲ率を表している。この図１６のマップによれば、エンジン負荷が高い程、ＥＧＲ率が高く、且つ、ＥＧＲ率の増加率が小さくなっている。

【0065】

エンジン負荷が相対的に高い場合には、作動室２４のリーディング側で発生する主燃焼による圧力上昇がより急峻になるため、冷却損失が相対的に増大する傾向がある。そこで、上述したように、エンジン負荷が相対的に高いときには、エンジン負荷が相対的に低いときに比べて、ＥＧＲ率を高く設定して２段目燃焼の割合を増大させることにより、主燃焼による圧力上昇を緩やかにして冷却損失を低減することができる。また、エンジン負荷が高い程、エンジン負荷の上昇に応じたＥＧＲ率の上昇率を小さくすることにより、燃焼時期の遅い２段目燃焼に起因する排気損失が過大になることが防止される。

【0066】

また、エンジン負荷が相対的に低い場合には、主燃焼による冷却損失が小さくなるので、主燃焼から遅れて２段目燃焼が発生することによる排気損失の影響が相対的に大きくなる。そこで、エンジン負荷が相対的に低いときには、エンジン負荷が相対的に高いときに比べて、ＥＧＲ率を低く設定して２段目燃焼の割合を減少させることにより、２段目燃焼に起因する排気損失を低減することができる。

【0067】

また、ＥＣＭ８４は、例えば図１７に示すような、エンジン回転数とＥＧＲ率との関係を規定したマップ（予め設定され記憶されている）を参照し、エキセントリックシャフト角センサ５８により検出されたエンジン回転数に対応するＥＧＲ率を取得する。図１７のマップは、エンジン負荷が同一の場合のエンジン回転数とＥＧＲ率との関係を例示しており、横軸がエンジン回転数、縦軸がＥＧＲ率を表している。この図１７のマップによれば、エンジン回転数が高い程、ＥＧＲ率が低く、且つ、ＥＧＲ率の減少率が小さくなっている。

【0068】

エンジン回転数が相対的に低い場合には、燃焼行程において作動室２４内をトレーリング側からリーディング側へ流れるスキッシュ流が相対的に弱く、火炎伝播が遅くなるので、作動室２４のトレーリング側に滞留している未燃混合気が、主燃焼の火炎が伝播するよりも早く自己着火することによりノッキングが発生し易くなる。そこで、エンジン回転数が相対的に低いときには、エンジン回転数が相対的に高いときに比べて、ＥＧＲ率を高く設定して２段目燃焼の割合を増大させる、つまり主燃焼の割合を減少させることにより、主燃焼による圧力上昇を緩やかにして、ノッキングの発生を抑制することができる。一方、エンジン回転数が相対的に高くノッキングが発生し難いときには、ＥＧＲ率を低く設定して２段目燃焼の割合を減少させることにより、燃焼時期の遅い２段目燃焼に起因する排気損失を低減することができる。

【0069】

ＥＣＭ７０は、上述したとおりエンジン回転数及び要求エンジン負荷に対応するＥＧＲ率を取得し、ＥＧＲ率とＥＧＲバルブ５０の開度との関係を規定したマップや計算式（予め設定され記憶されている）に基づき、取得したＥＧＲ率に対応するＥＧＲバルブ５０の開度を設定する。

【0070】

次いで、ステップＳ３０５において、ＥＣＭ７０は、エキセントリックシャフト角センサ５８により検出されたエンジン回転数及びＰＣＭ８４から入力された要求エンジン負荷に基づき、点火プラグ２６による点火時期を設定する。具体的には、ＥＣＭ７０は、点火プラグ２６による点火時期と、エンジン回転数及びエンジン負荷（充填効率）との関係を規定したマップ（予め設定され記憶されている）を参照し、エキセントリックシャフト角センサ５８により検出されたエンジン回転数及びステップＳ３０２でＰＣＭ８４から入力された要求エンジン負荷に対応する点火時期を設定する。

【0071】

次いで、ステップＳ３０６において、ステップＳ３０３で設定した燃料噴射回数、燃料噴射時期、燃料噴射量、ステップＳ３０４で設定したＥＧＲバルブ開度、ステップＳ３０５で設定した点火時期が実現されるように、ロータリエンジン１４のインジェクタ５４、点火プラグ２６、ＥＧＲバルブ５０、スロットルバルブ３６などの各種デバイスの制御量を演算し、演算した制御量に対応する電気信号をそれらのデバイスに出力する。この各種デバイスの制御は、ＰＣＭ８４から入力された要求エンジン回転数及び要求エンジン負荷でロータリエンジン１４が運転されるまで継続される。ステップＳ３０６の後、ＰＣＭ８４は燃焼制御を終了し、図４に示したエンジン制御に戻る。

【0072】

＜変形例＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。

【0073】

まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、上述した内容に限定されるものではなく、本発明によって、記載されていない課題を解決したり、記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。

【0074】

上述した実施形態では、ロータリエンジン１４がシリーズハイブリッド車両１に搭載される場合を例に説明したが、本実施形態の燃焼制御は、パラレルハイブリッド車両やスプリットハイブリッド車両、非ハイブリッド車両に搭載されたロータリエンジンにも適用することができる。

【0075】

＜作用及び効果＞
次に、本実施形態のシリーズハイブリッド車両１及びエンジンシステム１２の作用効果について説明する。

【0076】

本実施形態のＥＣＭ７０は、エンジン負荷が同一の場合において、エンジン回転数が相対的に低いときには、エンジン回転数が相対的に高いときに比べて、作動室２４に導入される吸気のＥＧＲ率が高くなるように、ＥＧＲバルブ５０を制御する。これにより、エンジン回転数が相対的に低くノッキングが発生し易いときには、ＥＧＲ率を高く設定して２段目燃焼の割合を増大させ、主燃焼の割合を減少させることにより、主燃焼による圧力上昇を緩やかにして、ノッキングの発生を抑制することができる。

【0077】

また、ＥＣＭ７０は、エンジン回転数Ｒが第１回転数Ｒ１以下である場合、エンジン回転数Ｒが第１回転数Ｒ１より高い場合よりも、作動室２４の各々の１回の燃焼サイクルにおける燃料噴射回数が多く且つ最後の燃料噴射終了時期が遅角されるようにインジェクタ５４を制御する。これにより、エンジン回転数Ｒが相対的に低いとき、即ち作動室２４内の気流が相対的に弱いときには、作動室２４の各々の１回の燃焼サイクルにおける燃料噴射回数を多くすると共に最後の燃料噴射終了時期を遅角させることによって、作動室２４内の気流が弱くてもリーディング側からトレーリング側まで均等に燃料を分布させて均質な混合気を得ることができ、ＥＧＲ率に応じた主燃焼と２段目燃焼との割合の調整をより正確に行うことができる。

【0078】

また、ＥＣＭ７０は、同一のエンジン回転数において、エンジン負荷が相対的に高いときには、エンジン負荷が相対的に低いときに比べて、作動室２４に導入される吸気のＥＧＲ率が高くなるように、ＥＧＲバルブ５０を制御する。これにより、エンジン負荷が相対的に高いときには、エンジン負荷が相対的に低いときに比べて、２段目燃焼の割合を増大させ、主燃焼による圧力上昇を緩やかにして冷却損失を低減することができる。

【0079】

特に、ロータリエンジン１４の駆動力をスタータジェネレータ１０の駆動にのみ使用するシリーズハイブリッド車両１においては、熱効率の高い領域、つまりエンジン回転数が相対的に低い領域でロータリエンジン１４が運転される傾向にある。したがって、エンジン回転数が相対的に低いときにノッキングの発生を抑制する事ができる本実施形態のエンジンシステム１２は、シリーズハイブリッド車両１に好適である。

【符号の説明】

【0080】

１ シリーズハイブリッド車両
２ 減速機
４ 駆動輪
６ 電動モータ
８ バッテリ
１０ スタータジェネレータ
１２ エンジンシステム
１４ ロータリエンジン
１６ ロータハウジング
１８ サイドハウジング
２０ ロータ
２２ エキセントリックシャフト
２４ 作動室
２６ 点火プラグ
２８ 吸気ポート
３０ 排気ポート
３２ 吸気通路
３４ 排気通路
３６ スロットルバルブ
３８ スロットル開度センサ
４０ エアフローセンサ
４２ エアクリーナ
４４ ＥＧＲ装置
４６ ＥＧＲ通路
４８ ＥＧＲクーラ
５０ ＥＧＲバルブ
５２ ＥＧＲバルブ開度センサ
５４ インジェクタ
５６ メタリングオイルポンプ
５８ エキセントリックシャフト角センサ
６０ 吸気圧センサ
６２ 吸気温度センサ
６４ 水温センサ
７０ ＥＣＭ
７２ プロセッサ
７４ 記憶部
７６ 電圧センサ
７８ 電流センサ
８０ ＢＣＭ
８２ アクセル開度センサ
８４ ＰＣＭ
８６ ＳＧＣＭ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】